應用型人才培養模式下的《化學工程基礎》教學改革的探索

李秀華，王 凱

（赤峰學院 化學化工學院，內蒙古 赤峰 024000）

《化學工程基礎》課程是我院應用化學專業一門重要的專業基礎必修課程.該課程具有很強的實踐性，它在基礎課與專業課之間起到了承前啟后的作用，是銜接基礎化學和化工生產實踐的知識橋梁.它主要介紹化學工程的基本原理和化工生產的各種單元操作，具有與生產實踐聯系緊密的特點，對培養應用型人才和促進科技成果產業化，以及實現科學技術為經濟建設、科技進步和社會發展具有重要的意義.

1 學生的學習現狀

《化學工程基礎》是我院應用化學專業在大三上學期開設的專業基礎課，是一門實踐性很強的應用技術基礎課，具有理論與實踐相結合的特點，共計54學時[1].該課程內容涉及高等數學、物理、物理化學和反應工程等多門學科，綜合性強，公式和圖表比較多，且公式推導比較困難，一些設備比如泵、換熱器和精餾塔等，與實際生產結合緊密，其內容多而雜，與以前所學課程差別比較大[2].學生學習時普遍感到掌握這門課比較困難，尤其是對課程中試差法、準數關聯式和設備的設計等內容感到頭痛.另外本課程還要緊密聯系工程實際，學生在學習該課程前以學習化學相關課程為主，對工程的概念沒有意識，而且沒有去過化工企業，對化工企業沒有概念，面對大量的工程概念和工程計算，往往會感到無從著手.因此在學習過程中普遍感覺困難較大，不易學透，所以《化學工程基礎》課程的教學改革顯得尤為重要.

2 教學手段的改革

面對《化學工程基礎》課程綜合性強，公式推導較多，課堂枯燥，學生學習起來也比較吃力等特點，傳統板書的教學方式不論在質上還是在量上都受到較大的限制，而將多媒體技術引入《化學工程基礎》的課堂教學中，可以明顯的提高學生學習的興趣，起到事半功倍的效果.對于我院應用化學專業的學生而言，由于初涉化工領域，同時又缺乏對化工企業中的化工操作過程和化工設備感性的認識，所以不易講清復雜設備內部結構、操作現象（比如精餾塔的液泛等現象）和流體在設備內部的運動狀態等內容，學習興趣會受到影響，從而對這門課程感到厭倦.采用現代化的教學手段和傳統教學模式相結合，能夠充分激發學生的學習興趣，將一些用粉筆和黑板難以表達的設備操作現象、設備內部結構及流體運動規律用多媒體動畫、Power Point等教學手段及實物模型展現給學生，效果生動，使得設備的復雜結構直觀化.如在授課過程中，可以借助3dmax展示離心泵、換熱器及板式塔等的組裝過程，認識其零部件，使教學內容形象化[3].一些動態實驗現象如離心泵氣縛和板式塔液泛現象等也可在多媒體教學中輕易實現，使學生更容易理解這些不正常的化工操作.雖然使用多媒體技術使一些復雜的設備和操作形象更加形象化，增加了課容量，但不能忽視一些基礎較差學生的接受能力.為了避免學生筆記記不下來的現象，影響對知識的理解，我們通常采用提前給學生發課件部分內容的辦法，主要包括課上要講內容的標題及概念名稱，這樣學生既可提前預習，又節省了記筆記的時間，真正提高課件的使用效率.

3 教學內容的改革

《化學工程基礎》這門課程很多年來以“三傳一反”為主線的教學內容幾乎沒有多大變化，在今天這個科學飛速發展和技術更新快速的時代，顯然它的某些內容及一些理論早已不再適應新的化學工業的發展，然而作為經典的理論，教師在課堂上還必須講它，教學質量自然就會降低了.反之，對一些新技術、新設備、新理念教師在課堂上卻極少甚至根本沒有涉及，這樣很難使學生開闊視野，學生接受新事物的能力以及創新思維也難以激發，不僅如此，還會阻礙學生創新能力的培養.

教學內容是否是符合當今化工生產的需要顯然是檢驗《化學工程基礎》這門課程的最好標準.我們通過調整課程體系，整合教學內容，將這門課的教學內容分為主講與略講兩部分.主講內容將放在具有代表性的“動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞”三傳單元操作上，反映在教材就是流體流動與輸送、傳熱、精餾和吸收.主講內容要求學生掌握“三傳”的基本原理和公式的推導，了解建立數學模型的方法，使學生真正的學會處理工程問題的思想方法.略講內容蒸發、干燥、沉降、化學反應工程學基礎基本原理和生化反應器等內容.如需了解更多這些方面的工程技術知識，可自學并外加教師課外輔導的辦法進行.課程講授內容緊跟時代步伐，融入最新科技成果.適當增加新技術、新設備、新成果在相關章節的補充講解，如在傳質分離方面，膜分離技術、超臨界流體萃取和吸附與分離交換技術等等，有利于拓寬學生的知識視野，也會增強學生的學習興趣，同時激發學生接受新事物的能力以及創新思維能力[4].

4 加強實習與課程設計相結合

為了讓學生對這門課程有感性的認識，開設該課程增加認識實習，可以組織學生到我市的煤化工企業、制藥廠和有機化工廠等企業參觀實習，增強學生對煤氣化爐、精餾塔、換熱器、泵和壓縮機等主要化工設備的感性認識.根據企業實際情況分組分任務，讓學生帶著任務下廠，使實習目的更具體化，目標更明確清晰，一定能夠獲得很大的收獲，不會覺得實習沒用、是浪費時間.加強校內實習基地的建設，制作和購買全套化學工程基礎典型單元設備的模具，并專門開設展示間或展示窗口，使學生對常見管件、閥門和單元設備的內部結構及工作原理產生感性認識，為以后化學工程與工藝專業的化工原理課程學習打下良好基礎.

在后期設置的化工設計課程中，盡量接近實際生產工藝流程，讓學生組織團隊自己設置流程參數，計算該工藝流程，分工合作完成，然后通過PPT講解自己的設計過程，從而提高學生的設計能力.例如在講解精餾這種化工單元操作的內容時,通過展示應用流程圖和設備剖視圖,并結合筆者所掌握的赤峰制藥廠生產工藝設備中的板式精餾塔的實際應用,有效闡明了精餾理論中較難掌握的氣液相平衡的原理和過程,幫助學生理解塔板數目的計算過程和各工藝參數條件的影響因素,同時還使學生掌握解決工程問題與純理論問題的不同,工程上更注重適用性原則,以滿足生產目的和可操作性,更關注經濟效益,學生的工程觀念和經濟觀念在教學的環節中得到鞏固和加強.

5 結束語

《化學工程基礎》作為應用化學學生的一門重要的專業基礎課,課程內容多且不容易理解,公式復雜,尤其是經驗公式,不易記憶,對于數學基礎偏弱的我校學生而言,難度較大.我們對教學內容加以改革，改進了傳統的教學手段.在課堂教學中突出學生為主體,學生從被動式接受知識而轉變為主動學習.提高了學習效率,增強了學生的學習熱情.在課堂上加強理論教學的同時,強化實習與課程設計相結合，鞏固學生的工程觀念和經濟觀念，提高了學生解決實際問題的能力.此課程的改革符合我校轉型發展的理念.

〔1〕羅運柏,于萍,黃馳，等.化學工程基礎國家精品課程的建設與教學 [J].化工高等教育,2012,125(3):25-27.

〔2〕張存.由教學實踐充分認識《化學工程基礎》的理工交融作用[J].高教論壇，2013(2):70-72.

〔3〕嚴世強.化學工程基礎課程教學改革的認識與實踐[J].大學化學,2003,18(1):29-31.

〔4〕李紅玲,楊玉萍.高師化學工程基礎實驗教學改革的探索[J].廣州化工，2011,39(13):162-163.